CN113957304A - 一种新型环保型5052铝合金薄板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型环保型5052铝合金薄板和制备方法。所述铝合金薄板的合金化学成分质量百分组成为：Si 0.25～0.50％、Fe 0.30～0.50％、Cu 0～0.20％、Mn 0.23～0.28％、Mg 2.85～3.10％、Cr 0～0.20％、Zn 0～0.20％、Ti 0.025～0.035％，余量为Al。以工艺废料和/或外购废料为原料进行熔炼，熔炼过程中进行配料，使其所得合金液满足合金元素组成要求；然后依次进行精炼、铸造、锯铣、均匀化热处理、热粗轧、热精轧、冷轧成品、清洗、退火、拉矫成品，最后包装即可。本发明制备的新型环保型5052铝合金薄板具有与5052铝合金薄板更大的延伸率和更高的抗拉强度。

Description

一种新型环保型5052铝合金薄板及其制备方法
一、技术领域：
本发明涉及铝合金制造技术领域，特别是涉及一种新型环保型5052铝合金薄板及其制备方法。
二、背景技术：
传统5052铝合金具有良好的抗蚀性，强度低塑性高，优良的成型性能、焊接性能，所以被广泛应用于石油化工装备、交通运输、船舶等众多领域。
随着铝合金行业的发展，能源与环境的矛盾日益突出，针对绿色、低碳、环保材料日益迫切的技术研究，是解决铝合金行业内部绿色、低碳、环保的关键。
为了替代传统5052铝合金，采用100％废料配料，通过对熔铸工艺、热处理工艺、轧制工艺等工艺研究，使铝合金内部微观组织得到优化、改善，最终获得一种性能、折弯效果等能够相媲美甚至超越传统5052铝合金薄板的新型环保型5052铝合金薄板。
三、发明内容：
本发明要解决的技术问题是：根据本领域的发展趋势，本发明提供了一种绿色、环保、低碳、性能出众甚至超越5052铝合金的一种新型环保型5052铝合金薄板，部分应用领域能完全替代5052铝合金薄板的技术，即本发明提供一种新型环保型5052铝合金薄板及其制备方法。本发明制备的新型环保型5052 铝合金薄板具有与5052铝合金薄板更大的延伸率和更高的抗拉强度。
为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种新型环保型5052铝合金薄板，以质量百分含量表示，所述铝合金薄板的合金化学成分组成为：Si 0.25～0.50％、Fe 0.30～0.50％、Cu 0～ 0.20％、Mn0.23～0.28％、Mg 2.85～3.10％、Cr 0～0.20％、Zn 0～0.20％、Ti 0.025～ 0.035％，余量为Al。
另外，提供一种新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
a、熔炼：以工艺废料和/或外购废料为原料，将工艺废料和/或外购废料加入火焰反射炉内进行加热熔炼，控制炉内熔炼温度为720～760℃，待炉内原料全部融化后搅拌去除浮渣，得到原始合金液；然后加入纯度100％的镁锭、二号溶剂无水氯化镁、Al-20Mn和Al-5Ti-B进行配料，配料温度为730～750℃，配料后使其熔炼所得合金液中合金成分组成满足上述铝合金薄板坯料的合金元素组成；
b、精炼：将步骤a所得合金液进行精炼，精炼过程中控制温度为735±15℃、精炼时间为30～60min；精炼结束后，依次进行扒渣、静置，静置时间为20～ 40min；
c、铸造：将步骤b精炼后所得铝合金液依次进行一级和二级板式过滤、在线除气、深床过滤或管式过滤，过滤后所得合金液铸造成铝合金扁锭；
d、锯铣：将步骤c所得铝合金扁锭先进行锯切，锯头为150～300mm；然后进行铣面，大面单侧铣面量为11～20mm，小面铣面量为7～15mm；
e、均匀化热处理：将步骤d所得净锭于热处理炉内进行二级均匀化热处理；
f、热粗轧：将步骤e热处理后所得板锭经过17～19道次粗轧，轧制成厚度 35mm的中间板，粗轧入口温度为490～520℃；
g、热精轧：将步骤f所得中间板经过4道次连轧，轧制成厚度为7.0mm的热轧坯料卷，精轧入口温度为440～470℃，终轧温度为330～350℃；
h、冷轧成品：将热精轧后所得铝合金坯料卷进行冷轧，经过冷轧得到1.5～ 3.5mm厚度的冷轧卷材；
i、清洗：将冷轧成品卷材进行表面清洗，清洗水温为55℃，线速为85～ 100m/min，延伸率为0～0.1％；
j、退火：将清洗后所得卷材进行退火；
退火过程中，第一阶段炉气设定为240℃，吹油2h，充N2保护；第二阶段设定炉气温度为370℃，金属升温达到325℃，第三阶段改炉气温度为350℃，保温3h；
k、拉矫成品：将退火后所得卷材进行拉矫；
拉矫过程中，开卷张力为900～2300N/mm2，卷取张力为2300～3000N/mm2，线速为85～150m/min，延伸率为0～0.3％；
l、包装：将拉矫成品后的铝卷冷却至40℃以下，进行包装。
根据上述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，步骤a中所述工艺废料为6061铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料，或为5083铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料；
所述外购废料为6061铝合金外购废料或5083铝合金外购废料。
根据上述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，步骤a中所述原料为工艺废料和/或外购废料时，其中废料配比中6061废料所占的重量百分比为55～ 45％，5083废料所占的重量百分比为45～55％。
根据上述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，以重量百分含量表示，所述6061铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料中各化学成分组成为：Si 0.40～0.80％、Fe0～0.70％、Cu 0.15～0.40％、Mn 0～0.15％、Mg 0.80～1.20％、 Cr 0.04～0.35％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％，余量为Al；
以重量百分含量表示，所述5083铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料中各化学成分组成为Si 0～0.40％、Fe 0～0.40％、Cu 0～0.10％、Mn 0.40～1％、 Mg 4～4.90％、Cr 0.05～0.25％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％，余量为Al。
根据上述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，以重量百分含量表示，所述6061铝合金外购废料中各化学成分组成为：Si 0.40～0.80％、Fe 0～0.70％、 Cu 0.15～0.40％、Mn 0～0.15％、Mg 0.80～1.20％、Cr 0.04～0.35％、Zn 0～0.25％、 Ti 0～0.15％，余量为Al；
以重量百分含量表示，所述5083铝合金外购废料中各化学成分组成为：Si 0～0.40％、Fe 0～0.40％、Cu 0～0.10％、Mn 0.40～1％、Mg 4～4.90％、Cr 0.05～ 0.25％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％，余量为Al。
根据上述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，步骤b所述精炼过程中采用Ar2和N2的混合气体进行除气净化，使其静置炉精炼后氢含量＜ 0.20ml/100g(Al)，除气箱转子的转速为350～390r/min，除气净化后进行在线除气将氢含量控制在≤0.15ml/100g(Al)。
根据上述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，所述气体Ar2和N2混合时二者所占的体积百分含量配比分别为90～95％和10～5％。
根据上述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，步骤c中所述一级、二级板式过滤等级分别为40ppi和50ppi；铸造过程中控制铸造温度为690～ 720℃，冷却水流量为50～70m3/h/根，冷却水温为25±10℃；
根据上述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，步骤e中所述二级均匀化热处理中，升温过程中炉气温度分阶段设定为400℃﹣430℃﹣460℃﹣490℃﹣520℃﹣550℃﹣580℃，升温所用时间为12～15h；一级均匀化制度：金属温度为540～550℃时，保温6～8h；二级均匀化制度：降温，金属温度降至 510～530℃，保温2～3h；出炉温度为490～520℃。
本发明的积极有益效果：
1、本发明生产方法中，熔铸工艺中采用100％工艺废料/或外购废料进行配料熔炼。一方面，配料采用100％废料比例打破传统铝加工工艺理念，将铝加工行业引领到一个更大、更具发展潜力的舞台；另一方面，相比传统低废料比例配料工艺不仅能够有效降低碳排量；另外，增加了铝合金行业内各牌号铝合金废料的循环利用效率，其中6061废料所占的重量百分比为55～45％，5083废料所占的重量百分比为45～55％。因此，本发明大大促进了5083、6061废料的循环利用。
2、本发明生产方法中，精炼工艺中采用环保惰性气体Ar2和N2的混合气体进行除气净化。一方面，Ar2和N2的混合精炼气体代替传统Cl2，能够有效解决有害气体物质的排放；另一方面，Ar2和N2混合时二者所占的体积百分含量配比分别为90～95％和10～5％，不仅有效控制生产成本，而且能够保证熔体精炼的综合净化效果。
3、本发明生产方法中，对铸锭坯料所采用的二级均匀化热处理技术是分阶段均热处理。一方面，第一阶段采用分阶段升温，分阶段保温使铸锭升温曲线变平稳，从低至高多阶段升温保温相配合，保证炉气均匀性，防止快速升温所导致的应力释放过快所出现的铸锭开裂缺陷；另一方面，二级均匀化热处理能够有效消除铸锭内部化学成分偏析；另外，二级均匀化热处理使铸锭内部应力消除更加彻底。通过特定二级均热处理，铸锭内部的第二相形状、尺寸分布更加均匀，同时降低了偏析程度，改善了加工变形中沿晶粒边界的应力分布均匀性，进而具有良好的成型性能。
4、本发明生产方法中，热粗轧采用17～19个道次进行，同时提高热终轧温度。一方面，热变形中能够对晶粒起到有效的破碎、细化效果，改善坯料晶粒的均匀度；另一方面，使得整体热变形温度提高，有效改善成型性能。
5、利用本发明技术方案制备的产品经检测，所得相关性能参数详见表1。
表1本发明产品相关性能检测数据
Figure RE-GDA0003376147740000061
四、具体实施方式：
以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明技术方案保护的范围。
以下实施例采用的工艺废料是指在铝合金板带材生产中切除的头尾废料或边部废料；所述工艺废料为6061铝合金板带材生产中切除的头尾废料或边部废料，或者为5083铝合金板带材生产中切除的头尾废料或边部废料；以重量百分含量表示，所述6061铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料中各化学成分组成为：Si 0.40～0.80％、Fe 0～0.70％、Cu 0.15～0.40％、Mn 0～0.15％、Mg 0.80～ 1.20％、Cr 0.04～0.35％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％，余量为Al；以重量百分含量表示，所述5083铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料中各化学成分组成为Si 0～0.40％、Fe 0～0.40％、Cu 0～0.10％、Mn0.40～1％、Mg 4～4.90％、 Cr 0.05～0.25％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％，余量为Al。
采用的外购废料为从外部收购的铝合金废料，所述外购铝合金废料为6061 铝合金外购废料，或者为5083铝合金外购废料。以重量百分含量表示，所述6061 铝合金外购废料中各化学成分组成为：Si 0.40～0.80％、Fe 0～0.70％、Cu 0.15～0.40％、Mn 0～0.15％、Mg 0.80～1.20％、Cr 0.04～0.35％、Zn 0～0.25％、Ti 0～ 0.15％，余量为Al；以重量百分含量表示，所述5083铝合金外购废料中各化学成分组成为：Si 0～0.40％、Fe 0～0.40％、Cu 0～0.10％、Mn 0.40～1％、Mg 4～ 4.90％、Cr 0.05～0.25％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％，余量为Al。
实施例1：
本发明新型环保型5052铝合金薄板，以质量百分含量表示，所述铝合金薄板的合金化学成分组成为：Si 0.417％、Fe 0.357％、Cu 0.103％、Mn 0.243％、 Mg 2.852％、Cr0.086％、Zn 0.039％、Ti 0.031％，余量为Al。
实施例2：
本发明实施例1新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，该制备方法的详细步骤如下：
a、熔炼：以重量百分含量表示，采用100％的工艺废料，按照该原料配比进行配料，然后将工艺废料加入火焰反射炉内进行加热熔炼，控制炉内熔炼温度为735～755℃，待炉内原料全部融化后搅拌去除浮渣，得到原始合金液；然后加入100％的镁锭、二号溶剂无水氯化镁、Al-20Mn和Al-5Ti-B进行配料，配料温度为740℃，使其熔炼所得合金液成分满足实施例1所述铝合金薄板坯料的合金元素组成；
所述原料100％工艺废料的具体配比为：6061铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料25.4吨，5083铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料23.24吨，两种工艺废料的重量配比6061：5083＝1.09：1；
以重量百分含量表示，所述6061工艺铝合金废料中各种合金成分组成为：Si0.613％、Fe 0.479％、Cu 0.256％、Mn 0.109％、Mg 1.109％、Cr 0.108％、Zn 0.120％、Ti0.031％，余量为Al；
以重量百分含量表示，所述5083工艺铝合金废料中各种合金成分组成为： Si0.138％、Fe 0.310％、Cu 0.039％、Mn 0.401％、Mg 4.012％、Cr 0.117％、Zn 0.040％、Ti0.016％，余量为Al；
b、精炼：将步骤a所得合金液进行精炼，精炼温度为742℃，精炼时间为 40min；精炼结束后，依次进行扒渣、静置，静置时间为30min；
精炼过程中采用Ar2和N2的混合气体进行除气净化(所述气体Ar2和N2混合时二者所占的体积百分含量配比分别为95％和5％)，使其静置炉精炼后氢含量＜0.20ml/100g(Al)，除气箱转子的转速为350～360r/min，除气净化后进行在线除气将氢含量控制在≤0.15ml/100g(Al)；
c、铸造：将步骤b精炼后所得铝合金液依次进行一级和二级板式过滤、在线除气、深床过滤，过滤后所得合金液铸造成铝合金扁锭；
所述一级、二级板式过滤等级分别为40ppi和50ppi；铸造过程中控制铸造温度为695～710℃，冷却水流量为50m3/h/根，冷却水温为27℃；
d、锯铣：将步骤c所得铝合金扁锭进行锯切，锯切锭头为300mm；然后进行铣面，大平面单侧铣面量为15mm，小侧面铣面量为10mm；
e、均匀化热处理：将步骤d所得净锭于热处理炉内进行二级均匀化热处理；
所述二级均匀化热处理中分阶段升温，炉气温度分阶段设定为400℃﹣ 430℃﹣460℃﹣490℃﹣520℃﹣550℃﹣580℃，升温所用时间为12h；一级均匀化制度：金属温度为540～545℃时，保温6.5h；二级均匀化制度：降温，金属温度降至520～530℃，保温2h；出炉温度为506℃；
f、热粗轧：将步骤e热处理后所得板锭经过17道次粗轧，轧制成厚度35mm 的中间板，粗轧入口温度为503℃；
g、热精轧：将步骤f所得中间板经过4道次连轧，轧制成厚度为7.0mm的热轧坯料卷，精轧入口温度为444℃，终轧温度为339℃；
h、冷轧成品：将热轧后所得铝合金坯料卷进行冷轧，6个冷轧道次安排为 7.0﹣5.5﹣4.5﹣3.4﹣2.9﹣2.3﹣2.0mm，经过冷轧得到2.0mm厚度的冷轧卷材；
i、清洗：将冷轧成品卷材进行表面清洗，清洗水温为55℃，线速为85m/min，延伸率为0.0％；
j、退火：将清洗后所得卷材进行退火；
退火过程中，第一阶段炉气设定为240℃，吹油2h，充N2保护；第二阶段设定炉气温度为370℃，金属升温达到325℃；第三阶段改炉气温度为350℃，保温3h；
k、拉矫成品：将退火后所得卷材进行拉矫；
拉矫过程中，开卷张力为2300N/mm2，卷取张力为3000N/mm2，线速为 85m/min，延伸率0.2％；
l、包装：将拉矫成品后的铝卷冷却至40℃，进行包装。
本发明实施例2制备所得环保型铝合金产品的力学对比数据详见表2。
表2本发明实施例2制备新型环保型5052与《GB/T 3880.2—2012》5052铝合金力学对比
Figure RE-GDA0003376147740000091
备注：《GB/T 3880.2—2012一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分：力学性能》
实施例2结果数据呈现，本发明制备的新型环保型5052铝合金经过均匀化热处理、热轧、冷轧、拉矫(清洗、矫直、切边)、退火、拉弯(矫直、定尺、分切)等工序处理，加工成品具有与传统5052合金更大的延伸率、更高的抗拉强度，综合性能突出。
实施例3：
本发明新型环保型5052铝合金薄板，以质量百分含量表示，所述铝合金薄板的合金化学成分组成为：Si 0.380％、Fe 0.497％、Cu 0.147％、Mn 0.255％、 Mg 3.011％、Cr0.100％、Zn 0.067％、Ti 0.029％，余量为Al。
实施例4：
本发明实施例3新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，该制备方法的详细步骤如下：
a、熔炼：以重量百分含量表示，采用100％的外购废料为原料，按照该原料配比进行配料，然后将外购废料加入火焰反射炉内进行加热熔炼，控制炉内熔炼温度为730～750℃，待炉内原料全部融化后搅拌去除浮渣，得到原始合金液；然后加入100％的镁锭、二号溶剂无水氯化镁、Al-20Mn和Al-5Ti-B进行配料，配料温度为735℃，使其熔炼所得合金液成分满足实施例3所述铝合金薄板坯料的合金元素组成；
所述原料100％外购废料的具体配比为：6061铝合金外购废料16.8吨，5083 铝合金外购废料为16.58吨，两种合金重量配比为6061：5083＝1.01：1；
以重量百分含量表示，所述6061铝合金外购废料中各种合金成分组成为： Si0.599％、Fe 0.480％、Cu 0.260％、Mn 0.110％、Mg 1.111％、Cr 0.110％、Zn 0.119％、Ti0.029％，余量为Al；
以重量百分含量表示，所述5083铝合金外购废料中各种合金成分组成为：Si0.135％、Fe 0.322％、Cu 0.039％、Mn 0.483％、Mg 4.533％、Cr 0.116％、Zn 0.032％、Ti0.024％，余量为Al；
b、精炼：将步骤a所得合金液进行精炼，精炼温度为740℃，精炼时间为 40min；精炼结束后，依次进行扒渣、静置，静置时间为30min；
精炼过程中采用Ar2和N2的混合气体进行除气净化(所述气体Ar2和N2混合时二者所占的体积百分含量配比分别为90％和10％)，使其静置炉精炼后氢含量＜0.20ml/100g(Al)，除气箱转子的转速为360～380r/min，除气净化后进行在线除气将氢含量控制在≤0.15ml/100g(Al)；
c、铸造：将步骤b精炼后所得铝合金液依次进行一级和二级板式过滤、在线除气、深床过滤，过滤后所得合金液铸造成铝合金扁锭；
所述一级、二级板式过滤等级分别为40ppi和50ppi；铸造过程中控制铸造温度为695～715℃，冷却水流量为60m3/h/根，冷却水温为28℃；
d、锯铣：将步骤c所得铝合金扁锭进行锯切，锯切锭头为300mm；然后进行铣面，大平面单侧铣面量为15mm，小侧面铣面量为10mm；
e、均匀化热处理：将步骤d所得净锭于热处理炉内进行二级均匀化热处理；
所述二级均匀化热处理中分阶段升温，炉气温度分阶段设定为400℃﹣ 430℃﹣460℃﹣490℃﹣520℃﹣550℃﹣580℃，所用时间为13.5h；一级均匀化制度：金属温度为543～548℃时，保温6.5h；二级均匀化制度：降温，金属温度降至520～530℃，保温2h；出炉温度为510℃；
f、热粗轧：将步骤e热处理后所得板锭经过17道次粗轧，轧制成厚度35mm 的中间板，粗轧入口温度为510℃；
g、热精轧：将步骤f所得中间板经过4道次连轧，轧制成厚度为7.0mm的热轧坯料卷，精轧入口温度为449℃，终轧温度为338℃；
h、冷轧成品：将热轧后所得铝合金坯料卷进行冷轧，6个冷轧道次安排为 7.0﹣5.5﹣4.5﹣3.4﹣2.9﹣2.3﹣2.0mm，经过冷轧得到2.0mm厚度的冷轧卷材；
i、清洗：将冷轧成品卷材进行表面清洗，清洗水温为55℃，线速为90m/min，延伸率为0.05％；
j、退火：将清洗后所得卷材进行退火；
退火过程中，第一阶段炉气设定为240℃，吹油2h，充N2保护；第二阶段设定炉气温度为370℃，金属升温达到325℃；第三阶段改炉气温度为350℃，保温3h；
k、拉矫成品：将退火后所得卷材进行拉矫；
拉矫过程中，开卷张力为2000N/mm2，卷取张力为2300N/mm2，线速为 90m/min，延伸率为0.1％；
l、包装：将拉矫成品后的铝卷冷却至40℃，进行包装。
本发明实施例4制备所得环保型铝合金产品的力学对比数据详见表3。
表3本发明实施例4制备新型环保型5052与《GB/T 3880.2—2012》5052铝合金力学对比
Figure RE-GDA0003376147740000121
备注：《GB/T 3880.2—2012一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分：力学性能》
实施例4结果数据呈现，本发明制备的新型环保型5052铝合金经过均匀化热处理、热轧、冷轧、拉矫(清洗、矫直、切边)、退火、拉弯(矫直、定尺、分切)等工序处理，加工成品具有与传统5052合金更大的延伸率、更高的抗拉强度，综合性能突出。
实施例5：
本发明新型环保型5052铝合金薄板，以质量百分含量表示，所述铝合金薄板的合金化学成分组成为：Si 0.412％、Fe 0.437％、Cu 0.171％、Mn 0.279％、 Mg 3.034％、Cr0.106％、Zn 0.071％、Ti 0.034％，余量为Al。
实施例6：
本发明实施例5新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，该制备方法的详细步骤如下：
a、熔炼：以重量百分含量表示，采用100％的工艺废料和外购废料为原料 (其中工艺废料采用6061工艺废料，外购废料采用5083铝合金外购废料)，按照该原料配比进行配料，然后将工艺废料和外购废料加入火焰反射炉内进行加热熔炼，控制炉内熔炼温度为740～758℃，待炉内原料全部融化后搅拌去除浮渣，得到原始合金液；然后加入100％的镁锭、二号溶剂无水氯化镁、Al-20Mn 和Al-5Ti-B进行配料，配料温度为740℃，使其熔炼所得合金液成分满足实施例5所述铝合金薄板坯料的合金元素组成；
所述原料100％工艺废料和外购废料的具体配比为：6061工艺废料20.30吨， 5083铝合金外购废料为19.86吨，两种合金配比为6061：5083＝1.02：1；
以重量百分含量表示，所述6061工艺废料中各种合金成分组成为：Si 0.605％、Fe0.469％、Cu 0.265％、Mn 0.113％、Mg 1.115％、Cr 0.115％、Zn 0.126％、 Ti 0.032％，余量为Al；
以重量百分含量表示，所述5083铝合金外购废料中各种合金成分组成为： Si0.117％、Fe 0.301％、Cu 0.044％、Mn 0.482％、Mg 4.467％、Cr 0.106％、Zn 0.072％、Ti0.019％，余量为Al；
b、精炼：将步骤a所得合金液进行精炼，精炼温度为742℃，精炼时间为 40min；精炼结束后，依次进行扒渣、静置，静置时间为30min；
精炼过程中采用Ar2和N2的混合气体进行除气净化(所述气体Ar2和N2混合时二者所占的体积百分含量配比分别为93％和7％)，使其静置炉精炼后氢含量＜0.20ml/100g(Al)，除气箱转子的转速为350～360r/min，除气净化后进行在线除气将氢含量控制在≤0.15ml/100g(Al)；
c、铸造：将步骤b精炼后所得铝合金液依次进行一级和二级板式过滤、在线除气、深床过滤，过滤后所得合金液铸造成铝合金扁锭；
所述一级、二级板式过滤等级分别为40ppi和50ppi；铸造过程中控制铸造温度为690～713℃，冷却水流量为70m3/h/根，冷却水温为31℃；
d、锯铣：将步骤c所得铝合金扁锭进行锯切，锯切锭头为300mm；然后进行铣面，大平面单侧铣面量为15mm，小侧面铣面量为10mm；
e、均匀化热处理：将步骤d所得净锭于热处理炉内进行二级均匀化热处理；
所述二阶段均匀化热处理中分阶段升温，炉气温度分阶段设定为400℃﹣ 430℃﹣460℃﹣490℃﹣520℃﹣550℃﹣580℃，所用时间为15h；一级均匀化制度：金属温度为545～550℃时，保温6.5h；二级均匀化制度：降温，金属温度降至520～530℃，保温2h；出炉温度为500℃；
f、热粗轧：将步骤e所得板锭经过19道次粗轧，轧制成厚度35mm的中间板，粗轧入口温度为500℃；
g、热精轧：将步骤f所得中间板经过4道次连轧，轧制成厚度为7.0mm的热轧坯料卷，精轧入口温度为445℃，终轧温度为335℃；
h、冷轧成品：将热轧后所得铝合金坯料卷进行冷轧，6个冷轧道次安排为 7.0﹣5.5﹣4.5﹣3.4﹣2.9﹣2.3﹣2.0mm，经过冷轧得到2.0mm厚度的冷轧卷材；
i、清洗：将冷轧成品卷材进行表面清洗，清洗水温为55℃，线速为89m/min，延伸率为0.1％；
j、退火：将清洗后所得卷材进行退火；
退火过程中，第一阶段炉气设定为240℃，吹油2h，充N2保护；第二阶段设定炉气温度为370℃，金属升温达到325℃；第三阶段改炉气温度为350℃，保温3h；
k、拉矫成品：将退火后所得卷材进行拉矫；
拉矫过程中，开卷张力为900N/mm2，卷取张力为2000N/mm2，线速为 100m/min，延伸率0.25％；
l、包装：将拉矫成品后的铝卷冷却至40℃，进行包装。
本发明实施例6制备所得环保型铝合金产品的力学对比数据详见表4。
表4本发明实施例6制备新型环保型5052与《GB/T 3880.2—2012》5052铝合金力学对比
Figure RE-GDA0003376147740000151
备注：《GB/T 3880.2—2012一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分：力学性能》
实施例6结果数据呈现，本发明制备的新型环保型5052铝合金经过均匀化热处理、热轧、冷轧、拉矫(清洗、矫直、切边)、退火、拉弯(矫直、定尺、分切)等工序处理，加工成品具有与传统5052合金更大的延伸率、更高的抗拉强度，综合性能突出。

Claims (10)

1.一种新型环保型5052铝合金薄板，其特征在于，以质量百分含量表示，所述铝合金薄板的合金化学成分组成为：Si 0.25～0.50％、Fe 0.30～0.50％、Cu 0～0.20％、Mn 0.23～0.28％、Mg 2.85～3.10％、Cr 0～0.20％、Zn 0～0.20％、Ti 0.025～0.035％，余量为Al。
2.一种新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
a、熔炼：以工艺废料和/或外购废料为原料，将工艺废料和/或外购废料加入火焰反射炉内进行加热熔炼，控制炉内熔炼温度为720～760℃，待炉内原料全部融化后搅拌去除浮渣，得到原始合金液；然后加入纯度100％的镁锭、二号溶剂无水氯化镁、Al-20Mn和Al-5Ti-B进行配料，配料温度为730～750℃，配料后使其熔炼所得合金液中合金成分组成满足权利要求1所述坯料的合金元素组成；
b、精炼：将步骤a所得合金液进行精炼，精炼过程中控制温度为735±15℃、精炼时间为30～60min；精炼结束后，依次进行扒渣、静置，静置时间为20～40min；
c、铸造：将步骤b精炼后所得铝合金液依次进行一级和二级板式过滤、在线除气、深床过滤或管式过滤，过滤后所得合金液铸造成铝合金扁锭；
d、锯铣：将步骤c所得铝合金扁锭先进行锯切，锯头为150～300mm；然后进行铣面，大面单侧铣面量为11～20mm，小面铣面量为7～15mm；
e、均匀化热处理：将步骤d所得净锭于热处理炉内进行二级均匀化热处理；
f、热粗轧：将步骤e热处理后所得板锭经过17～19道次粗轧，轧制成厚度35mm的中间板，粗轧入口温度为490～520℃；
g、热精轧：将步骤f所得中间板经过4道次连轧，轧制成厚度为7.0mm的热轧坯料卷，精轧入口温度为440～470℃，终轧温度为330～350℃；
h、冷轧成品：将热精轧后所得铝合金坯料卷进行冷轧，经过冷轧得到1.5～3.5mm厚度的冷轧卷材；
i、清洗：将冷轧成品卷材进行表面清洗，清洗水温为55℃，线速为85～100m/min，延伸率为0～0.1％；
j、退火：将清洗后所得卷材进行退火；
退火过程中，第一阶段炉气设定为240℃，吹油2h，充N2保护；第二阶段设定炉气温度为370℃，金属升温达到325℃，第三阶段改炉气温度为350℃，保温3h；
k、拉矫成品：将退火后所得卷材进行拉矫；
拉矫过程中，开卷张力为900～2300N/mm2，卷取张力为2300～3000N/mm2，线速为85～150m/min，延伸率为0～0.3％；
l、包装：将拉矫成品后的铝卷冷却至40℃以下，进行包装。
3.根据权利要求2所述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，其特征在于：步骤a中所述工艺废料为6061铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料，或为5083铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料；
所述外购废料为6061铝合金外购废料或5083铝合金外购废料。
4.根据权利要求3所述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，其特征在于：步骤a中所述原料为工艺废料和/或外购废料时，其中废料配比中6061废料所占的重量百分比为55～45％，5083废料所占的重量百分比为45～55％。
5.根据权利要求3所述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，其特征在于，以重量百分含量表示，所述6061铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料中各化学成分组成为：Si 0.40～0.80％、Fe 0～0.70％、Cu 0.15～0.40％、Mn 0～0.15％、Mg 0.80～1.20％、Cr0.04～0.35％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％，余量为Al；
以重量百分含量表示，所述5083铝合金生产中切除的头尾废料或边部废料中各化学成分组成为Si 0～0.40％、Fe 0～0.40％、Cu 0～0.10％、Mn 0.40～1％、Mg 4～4.90％、Cr0.05～0.25％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％，余量为Al。
6.根据权利要求3所述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，其特征在于：以重量百分含量表示，所述6061铝合金外购废料中各化学成分组成为：Si 0.40～0.80％、Fe 0～0.70％、Cu 0.15～0.40％、Mn 0～0.15％、Mg 0.80～1.20％、Cr 0.04～0.35％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％，余量为Al；
以重量百分含量表示，所述5083铝合金外购废料中各化学成分组成为：Si 0～0.40％、Fe 0～0.40％、Cu 0～0.10％、Mn 0.40～1％、Mg 4～4.90％、Cr 0.05～0.25％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％，余量为Al。
7.根据权利要求2所述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，其特征在于：步骤b所述精炼过程中采用Ar2和N2的混合气体进行除气净化，使其静置炉精炼后氢含量＜0.20ml/100g(Al)，除气箱转子的转速为350～390r/min，除气净化后进行在线除气将氢含量控制在≤0.15ml/100g(Al)。
8.根据权利要求7所述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，其特征在于：所述气体Ar2和N2混合时二者所占的体积百分含量配比分别为90～95％和10～5％。
9.根据权利要求2所述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，其特征在于：步骤c中所述一级、二级板式过滤等级分别为40ppi和50ppi；铸造过程中控制铸造温度为690～720℃，冷却水流量为50～70m3/h/根，冷却水温为25±10℃。
10.根据权利要求2所述的新型环保型5052铝合金薄板的制备方法，其特征在于：步骤e中所述二级均匀化热处理中，升温过程中炉气温度分阶段设定为400℃﹣430℃﹣460℃﹣490℃﹣520℃﹣550℃﹣580℃，升温所用时间为12～15h；一级均匀化制度：金属温度为540～550℃时，保温6～8h；二级均匀化制度：降温，金属温度降至510～530℃，保温2～3h；出炉温度为490～520℃。
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